一种电力线载波与无线融合通讯的配置方法及系统与流程

本发明属于通信传输，具体涉及一种电力线载波与无线融合通讯的配置方法及系统。

背景技术：

1、电力载波通信技术是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号高速传输的技术，因此不需要再额外架设网络，被广泛应用于智能抄表领域。然而，在电力线上叠加载波会容易受到周围环境的干扰，因此为了保证传输数据的稳定性，现有技术中一般将电力载波与无线通信技术相互融合互补进行传输数据，从而有效提高配用电终端通信业务的覆盖性和可靠性。

2、例如中国专利申请“cn109347519a”公开了一种电力线载波与无线融合的多信道传输方法及装置，该方法通过获取源节点至目的节点的电力线载波信道参数，判断电力线载波信道参数的值是否小于或等于预设阈值，当电力线载波信道参数的值小于或等于预设阈值时，根据通过无线信道反馈的第二电力线载波信道参数选择源节点的多个配对节点，通过多个配对节点转发源节点的待发送数据至目的节点，从而在源节点至目的节点的信道质量不佳时，通过多条电力线载波信道转发数据，提高了数据传输的可靠性；又例如中国专利申请“cn113766520a”公开了一种电力物联网的组网方法、装置、存储介质及节点，该方法基于主节点和各个从节点在多个频点上的扫描结果选择无线通信用的频点，可以保证频点避免其他系统占用的频点，通过载波信道和无线信道两种方式组网，可以提高节点入网的成功率，通过选择的多个频点进行无线通信和组网，避免双模节点使用单一频点进行通信噪声的信道衰落。

3、然而，当组网内存在较多的节点时，就会使得同一条电力线上发送多个频段的信号数据，由于电力载波频段的限制，信号的频段之间难免会出现重叠，此时就会使得信号间发生冲突，致使发送的信号出现数据丢失。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供了一种电力线载波与无线融合通讯的配置方法及系统，以解决现有技术中在电力线叠加较多信号时会发生通信冲突的问题。

2、为了达到上述的发明目的，本发明提出一种电力线载波与无线融合通讯的配置方法，包括：

3、步骤s1：设置第一节点、第二节点和第三节点，构建第一网络和第二网络 ，所述第一网络包括所述第一节点和多个所述第二节点，所述第二网络包括所述第二节点和多个所述第三节点；

4、步骤s2：各个所述第三节点收集用户的第一数据，并将所述第一数据发送至位于同一网络内的所述第二节点，所述第二节点将收集的所述第一数据整合为第二数据；

5、步骤s3：设定所述第一网络的传输模式，传输模式包括单点传输模式和多点传输模式，所述第一网络在所述单点传输模式下，同一时间段内仅允许一个所述第二节点向所述第一节点传输所述第二数据，在所述多点传输模式下，同一时间段内允许多个所述第二节点向所述第一节点传输所述第二数据；

6、步骤s4：计算并生成所述第一网络的传输方案，所述传输方案包括第一时间段、第二时间段和第三时间段，其中，所述第一时间段包括多个第一子时间段，所述第二时间段包括多个第二子时间段，在所述第一时间段内所述第一网络切换为所述单点传输模式，且为多个所述第二节点分配对应的所述第一子时间段，在所述第二时间段和所述第三时间段内所述第一网络切换为所述多点传输模式，且为多个所述第二节点分配对应的所述第二子时间段。

7、进一步的，所述步骤s2中，所述第三节点将所述第一数据发送至所述第二节点包括以下步骤：

8、步骤s21：将所述第三节点的通信类型划分为电力类型、无线类型和混合类型，获取所述第二网络中所述第三节点的位置和所述通信类型，基于所述第三节点的位置构建第一拓扑图，将所述第一拓扑图中的各个所述第三节点与其相邻的其他节点连接，获得第二拓扑图，其中，若两个节点均为电力类型，则其之间建立电力连接，若两个节点均为无线类型，则建立无线连接，若两个节点均为混合类型，则建立包括电力和无线的混合连接；

9、步骤s22：选取所述第三节点并定义为目标节点，获取所述第二节点到达所述目标节点的所有通信路径，计算各个所述通信路径的惩罚值，定义其中所述惩罚值最小的所述通信路径为所述第二节点到达所述目标节点的最佳路径，重复本步骤依次获取第二节点至各个所述第三节点的所述最佳路径，所述第三节点通过所述最佳路径将所述第一数据发送至所述第二节点。

10、进一步的，所述步骤s21中，计算所述通信路径的所述惩罚值包括以下步骤：

11、定位所述第二拓扑图中通过无线连接的所述第三节点，分别定义为发送端和接收端，所述接收端测量接收到所述发送端的信号强度损失值，将所述通信路径内的各个所述第三节点之间的所述信号强度损失值相加，以获得所述通信路径的所述惩罚值。

12、进一步的，所述步骤s4中，生成所述第一网络的所述传输方案包括以下步骤：

13、步骤s41：将位于所述第一网络内的所述第二节点编号为a1～an，其中n为所述第一网络内所述第二节点的数量，控制所述第二节点a1和所述第二节点a2同时向所述第一节点发送所述第二数据，所述第一节点接收所述第二数据并计算所述第二数据的丢失率，判断两个所述第二数据的所述丢失率是否均小于第一阈值，是的情况下，所述第二节点a1和所述第二节点a2，否的情况下，保留所述第二节点a1并删除所述第二节点a2；

14、步骤s42：控制所述第二节点a3与所述步骤s41中保留的所述第二节点再次向所述第一节点发送所述第二数据，所述第一节点计算接收到各个所述第二数据的所述丢失率，并基于所述第一阈值确定是否保留所述第二节点a3，重复执行本步骤，直至完成对所述第二节点an的筛选，将保留的各个所述第二节点设置为第一个传输组合；

15、步骤s43：获取没有位于所述传输组合内的所述第二节点，重新将其编号b1～bk,其中k为所述第一网络中位于所述传输组合外的所述第二节点数量，基于所述步骤s41和所述步骤s42对所述第二节点b1～bk进行筛选，将筛选后保留的各个所述第二节点设置为第二个所述传输组合；

16、步骤s44：重复执行所述步骤s43，直至所述第一网络中不再生成所述传输组合，将位于所述传输组合之外的所述第二节点定义为孤立节点，获取每个所述孤立节点和所述传输组合对应的所述第一子时间段和所述第二子时间段，并生成包含所述第三时间段的所述传输方案。

17、进一步的，所述步骤s44中，基于以下步骤确定所述第三时间段：

18、获取所述第二节点通过所述最佳路径获取各个所述第三节点所述第一数据的时间，定义为采集时间，将各个所述采集时间相加，获得总采集时间，将所述总采集时间设置为所述第二节点将所述第二数据发送至所述第一节点的传输时间；

19、若所述第二节点为所述孤立节点，则将其所述传输时间定义该所述第二节点的所述第一子时间段，获取所述传输组合中各个所述第二节点的所述传输时间，将其中数值最大的所述传输时间定义为该所述传输组合的所述第二子时间段；

20、将所有所述第一子时间段和所述第二子时间段相加获得基础时长，若所述基础时长大于预先设置的第二阈值，则增加所述第二节点每次与所述第三节点的通信数量，以缩短所述基础时长，直至所述基础时长小于所述第二阈值，获取所述基础时长与所述第二阈值的差值，将其设置为所述第三时间段。

21、本发明还提供了一种电力线载波与无线融合通讯的配置系统，该系统用于实现上述所述的一种电力线载波与无线融合通讯的配置方法，该系统主要包括：

22、网络构建模块，所述网络构建模块用于构建第一网络和第二网络 ，所述第一网络包括第一节点和多个第二节点，所述第二网络包括所述第二节点和多个第三节点

23、数据收集模块，用于控制各个所述第三节点收集用户的第一数据，并将所述第一数据发送至位于同一网络内的所述第二节点，所述第二节点将收集的所述第一数据整合为第二数据；

24、模式设置模块，用于设定所述第一网络的传输模式，传输模式包括单点传输模式和多点传输模式，所述第一网络在所述单点传输模式下，同一时间段内仅允许一个所述第二节点向所述第一节点传输所述第二数据，在所述多点传输模式下，同一时间段内允许多个所述第二节点向所述第一节点传输所述第二数据；

25、通讯配置模块，用于计算并生成所述第一网络的传输方案，所述传输方案包括第一时间段、第二时间段和第三时间段，其中，所述第一时间段包括多个第一子时间段，所述第二时间段包括多个第二子时间段，在所述第一时间段内所述第一网络切换为所述单点传输模式，且为多个所述第二节点分配对应的所述第一子时间段，在所述第二时间段和所述第三时间段内所述第一网络切换为所述多点传输模式，且为多个所述第二节点分配对应的所述第二子时间段。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果至少如下所述：

27、本发明首先通过建立第一网络和第二网络，从而构建多层次的网络管理架构，之后针对第一网络，生成第一节点向第二节点传输数据的传输方案，在传输方案内设置了第一时间段和第二时间段，第一时间段又包括多个第一子时间段，从而将会与其它节点发送冲突的第二节点在第一时间段内依次进行传输，之后划定了第二时间段，第二时间段包括多个第二子时间段，将多个同时发送且不会发生通信冲突的第二节点放置在同一个第二子时间段进行传输，因此，通过上述方案使得各个第二节点再向第一节点发送数据时不会发生通信冲突。

28、本发明还设置了第三时间段，第一节点在第三时间段内统计在第一时间段和第二时间段内，哪些第二节点在向第一节点传输数据时发生了数据丢失，丢失了哪些数据，并命令发生数据丢失的第二节点向第一节点集中发送丢失的数据，从而保证第一节点在一个时间周期内能接受到完整的数据。

29、本发明还为第一网络设定了单点传输模式和多点传输模式，在单点传输模式下仅允许一个第二节点向第一节点发送数据，当某个节点出现故障时，也能保证各个节点能够按照传输方案进行传输，不会出现在第一时间段内多个节点同时向第一节点发送数据，即不会出现由于节点故障，使得该节点在不属于自己的时间段向第一节点发送数据，从而影响其它节点的情况发生。。